学透使用三极管电路设计得心应手 -

标题: 学透使用三极管电路设计得心应手 [打印本页]

作者: 51hei小林 时间: 2016-10-20 13:16
标题: 学透使用三极管电路设计得心应手
你可能不相信，学透了三极管，在做电路设计的时候，真的会得心应手。

很多人已经从中受益，想不明白的事情，做出来就明白了。

上次张飞老师给大家讲了一节三极管的基础课，今天再来一节。

N管在电路中的开关应用

图1 N管

我们先讲解下Ｎ管。如图1所示，如果三极管工作在饱和区（完全导通），Rce≈0，Vce≈0.3V，且这个0.3V我们就认为它直接接地了，那么就需要让Ib大于等于1mA，若Ib=1mA，Ic=100mA，它的放大倍数β=100，三极管完全导通。所以，我们说Ib是一个弱电流弱信号，Ic是个强电流强信号。

我们之所以要使用三极管作为开关管用，这是为解决一些器件、传感器通过的电流值很小，一般不将它们直接作为公立器件串在负载中的，而只是作为一个开关量信号来控制负载的打开和关断。

比如，温控开关，这个在《热水循环泵》项目中有介绍过，它一般通上小于5mA的电流，所以不适合接到电路中直接控制电路中的负载。将这类器件接在N管的B极上，N管就能够作为一个开关管使用。

我们现在来分析图2 温度开关控制马达电路：

图2 温度开关控制马达电路

图2是温度开关控制马达转和停的电路图，温度开关相当于一个按键开关。温度开关它是一个弱信号的，它可以串在B极上，它不能串在Ic上。在B极串个开关，N管就能够做个开关管使用。图2 中的马达是一个直流有刷马达，只要正极接通12V，负极接地，马达就开始转。

电路的分析中三要素

在上一节我们讲过，电路的分析关键要抓住三要素：源、地、回路！

在这个电路也是一样，从图2中可以看出一共有4个回路。首先，当温度开关导通，回路I流过的电流的为：

三极管CE完全导通，Vce≈0.3V，这时候，马达两端的电压压降接近12V,它就能够转动的，因为三极管be的导通后阻抗远远小于2K电阻R2，所以电流大部分流过三极管；当温度开关断开，那么这个时候，Ib上就没有电流，Ic上也没有电流，回路II不导通，12V的电压就不能够经过这上面流过。这是因为三极管是流控流型的，只有Ib上有电流，Ic在有压降上才会有电流。

由于温度开关在关断的瞬间，三级管Ib、Ic上的电流并不能够一下子降到零，而是慢慢降到零，这是制造工艺必然存在的，在这段时间，三极管是工作在放大区，是最容易受到干扰。

因此需要接个下拉电阻R2，这个电阻一是给三极管提供了个放电回路，二是为点A提供一个能量分散的通路。

我们现在来具体分析为什么这里需要接个下拉电阻。

首先如图3 所示三极管实际工艺制造模型，三极管BE、BC、CE之间分别有电容C1、C2、C3。这三个电容的存在一方面是我们不需要的，另一方面，又是工艺中无法避免克服的，是制造工艺过程中必然存在的现象。

我们把这种电容一般称之为杂散电容，或者说是寄生电容。由于有电容的存在，三极管势必有延时。当Ib上没有电流时，三极管上电容C1开始放电，形成回路I,这个时候B点的电压从0.7V降到0V，工作在放大区，最容易受到干扰，现在在C1两端加个电阻R2，电容上的电一部分就会从电阻R2上释放掉，并且电阻阻值越小，电容放电越快。因此，电阻R2给电容提供了一个通路释放电荷，大大减短了三极管工作在放大区的时间。

图3 三极管实际工艺制造模型

然后我们再来分析，为什么说电阻R2为点A提供了一个能量分散通路。

如图2所示，温度开关断开时，此时点A是悬空的，A点电压不确定，为高阻态（阻抗无穷大），容易出现误导通的现象，而且也容易受到周围环境干扰，比如静电、雷击等使器件永久损坏。

当使用环境出现雷击，高压静电等情况，在点A下拉一个电阻接到地，大部分电流就会顺着电阻流入地，给能量提供一个分散通路。

如果没有接这个电阻，当发生雷击时，由于A点左边阻抗无穷大，A点右边接三极管，阻抗相对左边来说是有限的、低的，因此电流会全部往阻抗低的方向跑，流入三极管，造成电流过大，把这器件永久性损坏。一般情况下，也即经验用法，这个电阻为2K。既要兼顾功耗，又要考虑电容放电。

作者: 树叶的人生 时间: 2017-5-13 16:59
学习了，谢谢

作者: HUANGHFS 时间: 2017-5-14 21:59
受教了，希望可以多一些类似的题材。

作者: ICOM 时间: 2017-5-17 06:47
太好了，通俗易懂，谢谢！！！

作者: liushuiwuqing 时间: 2017-5-27 22:07
已阅，谢谢！

作者: tthkl 时间: 2017-6-2 16:10
基础知识，讲的通俗易懂，谢谢了

作者: 51求学 时间: 2017-7-1 12:14
易懂谢谢了，希望还会有更多的学习资料

作者: electronicnew 时间: 2017-7-6 20:36
楼主牛掰，好帖子

作者: 15645411780 时间: 2017-7-7 20:15
楼主牛掰，好帖子

作者: 黑凤梨2018 时间: 2018-6-28 13:23
有用有用的

作者: zhouqiang 时间: 2018-6-28 15:23
学习了！

作者: 13528441902 时间: 2019-1-29 13:53
我想问一下公式中的ib是怎么的出来的

作者: zhangkunjn 时间: 2019-2-14 20:07

13528441902 发表于 2019-1-29 13:53
我想问一下公式中的ib是怎么的出来的

12V电压除以10K电阻，忽略be压降

作者: karolyte 时间: 2019-2-26 17:18
顶礼膜拜，讲的太好了

作者: karolyte 时间: 2019-2-26 17:18
讲的实在是太好了！

作者: 新手勇往直前 时间: 2019-3-25 13:06
谢谢！！

作者: 繁星艾尔 时间: 2019-4-29 17:48
谢了，希望多一些类似题材

作者: tieq1952 时间: 2019-5-1 08:43
基础知识，通俗易懂.

作者: 边玩边学 时间: 2019-6-5 22:37
意犹未尽。

作者: slg17 时间: 2020-7-30 08:55
要记下笔记

作者: guanguandezhi 时间: 2020-9-11 11:34
通俗易懂

作者: 曾现路 时间: 2021-4-25 11:13
感谢楼主，讲解的清晰易懂，过去只是知道就是这样用才对，而不知道为啥，现在有了更多的了解收获很大！

作者: 1729924651 时间: 2021-5-25 11:02
先不说内容如何，上图直接就不对啊，这是N管吗？

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